特開 2024-156277 光走査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024156277

(43)【公開日】2024-11-06

(54)【発明の名称】光走査装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/10 20060101AFI20241029BHJP

【ＦＩ】

G02B26/10 104Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023070606

(22)【出願日】2023-04-24

(71)【出願人】

【識別番号】000002303

【氏名又は名称】スタンレー電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000800

【氏名又は名称】デロイトトーマツ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】松丸 直也

【テーマコード（参考）】

2H045

【Ｆターム（参考）】

2H045AB02

2H045AB25

2H045AB33

2H045BA13

(57)【要約】

【課題】光走査装置において回転軸線の回りに往復回動して走査光を生成するミラー部の回動に係る駆動電圧に対する感度特性が回動幅の両端範囲において変化するときに、回動速度を一定に保持する回動角度範囲を拡張する。
【解決手段】光走査装置１０は、ミラー部３１と、ミラー部３１を所定の回転軸線の回りに往復回動させる外側アクチュエータ３５と、外側アクチュエータ３５に周期波形の駆動電圧Ｖｘを供給する光偏向器制御部２０とを備えている。周期波形は、サブ区間Ｄｂ１－Ｄｂ５を有する立ち上がり区間Ｄｂを含んでいる。立ち上がり区間Ｄｂのサブ区間Ｄｂ２，Ｄｂ４は、駆動電圧Ｖｘの変化速度Ｅｘが所定値Ｅｘｃを維持するように設定される。サブ区間Ｄｂ１，Ｄｂ５の駆動電圧Ｖｘの変化速度Ｅｘは、Ｅｘｃより大きい値に設定されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ミラー部と、
供給電圧に応じて前記ミラー部を所定の回転軸線の回りに往復回動させるアクチュエータと、
周期波形の駆動電圧を生成して前記アクチュエータに供給する駆動電圧生成部と、
を備え、
前記アクチュエータは、前記供給電圧の単位変化量に対する前記回転軸線の回りのミラー部の回動角度の単位変化量としての駆動電圧感度が、前記供給電圧の変化幅の両端範囲では、中間範囲より低下するアクチュエータであり、
前記駆動電圧生成部が生成する前記駆動電圧は、前記周期波形において、電圧値が立ち上がる立ち上り区間、前記電圧値が立ち下がる立ち下がり区間、及び前記立ち上り区間と前記立ち下がり区間との間に介在する折り返し区間とを含み、
前記立ち上り区間及び前記立ち下がり区間の少なくとも一方は、前記電圧値の変化速度の絶対値が所定値を維持する１つ以上の維持区間と、両側から前記折り返し区間と前記維持区間との間に挟まれて前記電圧値の変化速度の絶対値が前記所定値より大きい値に設定されている１つ以上の変更区間とを有している、光走査装置。

【請求項2】

前記電圧値の前記変化速度は、前記立ち上り区間では前記変更区間の方が前記維持区間より大きく設定され、前記立ち下がり区間では、前記変更区間の方が前記維持区間より小さく設定されている、請求項１に記載の光走査装置。

【請求項3】

前記少なくとも一方は、２つの前記維持区間と、両維持区間の間に挟まれている連結区間とを有し、
前記電圧値の変化速度は、前記変更区間と前記連結区間とにおいて前記所定値より共に大きいか共に小さく設定されている、請求項１に記載の光走査装置。

【請求項4】

前記駆動電圧の前記周期波形は、複数の正弦波に基づき設定した元波形に対し、前記元波形と前記少なくとも一方における前記駆動電圧の前記電圧値の変化速度の絶対値が前記維持区間より長い区間長さにわたり前記所定値に維持されるように設定した基準波形との差分を追加した波形であり、
前複数の正弦波とは、前記周期波形の周期と同一の周期を有する駆動電圧のフーリエ級数展開に含まれるｍ個のａ_ｎ・ｓｉｎ（２πｎ／Ｔ＋φ）の正弦波であり、ただし、ｍは２以上の整数、ｎは、１からｍまでの各整数であり、φは所定値の偏差であり、Ｔは、前記周期波形の周期である、請求項１～３のいずれか１項に記載の光走査装置。

【請求項5】

前記アクチュエータは、前記回転軸線の方向に配列されてミアンダパターンで結合する複数の圧電カンチレバーから構成されている、請求項４に記載の光走査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転軸線の回りに往復回動するミラー部に光源からの出射光を反射させて走査光を生成する光走査装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）の光偏向器を用いて、走査光を生成する走査装置が知られている。

【0003】

特許文献１は、光偏向器を用いてラスタースキャン用の走査光を生成する光走査装置を開示する。この光走査装置では、光偏向器のミラー部は、直交する共振軸と非共振軸との２軸の回りに往復回動し、光源からの入射光を反射して、反射光を２次元に走査する走査光として出射している。

【0004】

特許文献１には、ミラー部を非共振軸回りに往復回動させるアクチュエータにのこぎり波の駆動電圧を供給したとき、非共振軸の回りの一次共振と共振軸の方向のポンピングとに起因する振動が重畳するという知見が開示されている。そして、この知見に基づいて、非共振軸の回りの一次共振と共振軸の方向のポンピングを抑制するため、非共振軸の軸回りの回動角度を検出し、所望の回動角度の変化（例：のこぎり波）と検出値の変化との差分に相当する差分電圧を、所望の回動角度の変化に対応する所望電圧（例：のこぎり波電圧）に重畳した重畳電圧を駆動電圧としてアクチュエータに供給している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許６３２４８１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

一般的なＭＥＭＳ型の光偏向器では、アクチュエータの駆動電圧の単位変化量に対する回転軸線の回りのミラー部の回動角度の単位変化量としての駆動電圧感度は、駆動電圧の変化幅の両端範囲では、中間範囲より低下する。一方、非共振軸の回りのミラー部の回動速度は、走査光による走査線密度を均一化するために、回動幅の全体にわたる均一性が望まれる。

【0007】

特許文献１の光走査装置におけるアクチュエータへの供給電圧では、直線で上昇する元電圧（のこぎり波形の電圧）に重畳される差分電圧は、元電圧の立ち上り区間の各サブ区間において異なる増減周期でかつ異なる増減幅で増減している（特許文献１／図６）。これは、非共振軸の回りのミラーの一次共振や共振軸方向のミラーのポンピングの抑制には有効であるものの、ミラーの回動速度の一定区間を駆動電圧感度の低下する、駆動電圧の変化幅の両端範囲に拡張することには寄与が少ない。また、駆動電圧が各サブ区間において異なる増減周期でかつ異なる増減幅で増減していることは、立ち上り区間の駆動電圧感度の均一の中間範囲区間におけるミラー部の回動角度の変化速度を不均一にさせる可能性もある。

【0008】

本発明の目的は、ミラー部がアクチュエータにより回転軸線の回りに往復回動して走査光を生成する場合の駆動電圧感度についての特性が回動幅の両端範囲において変化するときに、ミラー部が等回動速度で回動する回動角度範囲を有効に拡張することができる光走査装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の光走査装置は、
ミラー部と、
供給電圧に応じて前記ミラー部を所定の回転軸線の回りに往復回動させるアクチュエータと、
周期波形の駆動電圧を生成して前記アクチュエータに供給する駆動電圧生成部と、を備え、
前記アクチュエータは、前記供給電圧の単位変化量に対する前記回転軸線の回りのミラー部の回動角度の単位変化量としての駆動電圧感度が、前記供給電圧の変化幅の両端範囲では、中間範囲より低下するアクチュエータであり、
前記駆動電圧生成部が生成する前記駆動電圧は、前記周期波形において、電圧値が立ち上がる立ち上り区間、前記電圧値が立ち下がる立ち下がり区間、及び前記立ち上り区間と前記立ち下がり区間との間に介在する折り返し区間とを含み、
前記立ち上り区間及び前記立ち下がり区間の少なくとも一方は、前記電圧値の変化速度の絶対値が所定値を維持する１つ以上の維持区間と、両側から前記折り返し区間と前記維持区間との間に挟まれて前記電圧値の変化速度の絶対値が前記所定値より大きい値に設定されている１つ以上の変更区間とを有している。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、立ち上り区間及び立ち下がり区間の少なくとも一方は、駆動電圧の電圧値の変化速度の絶対値が所定値を維持する１つ以上の維持区間と、両側から折り返し区間と前記維持区間との間に挟まれて電圧値の変化速度の絶対値が所定値より大きい値に設定されている１つ以上の変更区間とを有している。これにより、ミラー部の回動幅の両端範囲において中間範囲より駆動電圧感度が低下する場合にも、ミラー部の回動角度範囲の中間部における回動角度の変化速度の変動を抑制しつつ、等回動速度で回動する回動角度範囲を両端範囲の方へ拡張することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】光走査装置の全体図である。

【図2】外側アクチュエータに対する光偏向器制御部の駆動電圧と横回転軸線の回りのミラー部の回動角度との関係を示す図である。

【図3】横回転軸線の回りのミラー部の回動周期におけるミラー部の振れ角及び駆動電圧の変化速度の変化を示す図である。

【図4】図３の振れ角を生じさせる駆動電圧の生成方法のフローチャートである。

【図5】立ち上がり区間における横回転軸線の回りのミラー部の振れ角の変化速度について従来の光走査装置と実施形態の光走査装置とで対比した図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下においては、本発明の好適な実施形態について説明するが、これらを適宜改変し、組合せてもよい。また、以下の説明及び添付図面において、実質的に同一又は等価な部分には同一の参照符を付して説明する。

【0013】

（装置全体）
図１は、光走査装置１０の全体図である。光走査装置１０は、光偏向器１２と、制御装置１４と、レーザ光源１６とを備えている。制御装置１４は、光偏向器１２の内側圧電アクチュエータ３３及び外側アクチュエータ３５を制御する光偏向器制御部２０と、レーザ光源１６を制御する光源駆動部２２とを備えている。

【0014】

光偏向器１２は、ＭＥＭＳデバイスとして製造され、ミラー部３１、トーションバー３２、内側圧電アクチュエータ３３、可動枠３４、外側アクチュエータ３５及び固定枠３６を備えている。固定枠３６は、横長の矩形枠であり、円形のミラー部３１は、固定枠３６の中心に配置されている。横回転軸線Ａｘ及び縦回転軸線Ａｙは、ミラー部３１の中心Ｏで直交している。ミラー部３１は、縦回転軸線Ａｙの回りに回動自在にトーションバー３２を介して可動枠３４に支持されている。可動枠３４は、中心Ｏを通りかつ固定枠３６の横辺に平行な回転軸線の回りに回動自在に外側アクチュエータ３５を介して固定枠３６に支持されている。

【0015】

１対のトーションバー３２の各々は、ミラー部３１の両側においてミラー部３１から縦回転軸線Ａｙに沿って突出している。１対の内側圧電アクチュエータ３３は、両端において各トーションバー３２の中間部に結合して、ミラー部３１を外側から包囲する内側環状体を構成する。外側環状体の可動枠３４は、１対の内側圧電アクチュエータ３３が構成する内側環状体を外側から包囲している。

【0016】

各トーションバー３２は、両端においてミラー部３１と可動枠３４の内周とに結合している。各内側圧電アクチュエータ３３は、圧電アクチュエータであり、両端において各トーションバー３２の中間部に結合しているとともに、外周側の中間部においてかつ横回転軸線Ａｘ上で可動枠３４の内周に結合している。これにより、１対の内側圧電アクチュエータ３３は、１対のトーションバー３２を介してミラー部３１を縦回転軸線Ａｙの回りに往復回動させる。

【0017】

１対の外側アクチュエータ３５は、光走査装置１０の横方向に可動枠３４の両側に相互に対称な関係で配置されている。各外側アクチュエータ３５は、複数の圧電カンチレバーを有している。これら複数の圧電カンチレバーは、長手方向を光走査装置１０の縦方向に揃え、相互に平行に延在するミアンダパターンで配列され、直列に結合している。各外側アクチュエータ３５は、一端側において可動枠３４に結合し、他端側において固定枠３６に結合している。

【0018】

制御装置１４の光偏向器制御部２０は、光偏向器１２の内側圧電アクチュエータ３３及び外側アクチュエータ３５にそれぞれ駆動電圧Ｖｙ，Ｖｘを供給して、それぞれ縦回転軸線Ａｙ及び横回転軸線Ａｘの回りのミラー部３１の回動角度Ｗｙ，Ｗｘ（図２）を制御する。

【0019】

駆動電圧Ｖｙの周波数（例：２０ｋＨｚ）は、縦回転軸線Ａｙの回りのミラー部３１の共振周波数に対応し、これにより、ミラー部３１は、縦回転軸線Ａｙの回りに共振周波数で往復回動する。駆動電圧Ｖｘの周波数（例：６０Ｈｚ）は、ミラー部３１の非共振周波数に対応し、これにより、ミラー部３１は横回転軸線Ａｘの回りに非共振周波数で往復回動する。

【0020】

制御装置１４の光源駆動部２２は、レーザ光源１６への駆動電流Ｉｄを制御して、これにより、レーザ光源１６から出射するレーザ光Ｌａの点灯及び消灯、並びに点灯中のレーザ光Ｌａの強度を制御する。

【0021】

光走査装置１０の作動中、ミラー部３１は、縦回転軸線Ａｙ及び横回転軸線Ａｘの２つの回転軸線の回りにそれぞれ共振周波数及び非共振周波数で往復回動している。ミラー部３１は、レーザ光源１６から入射したレーザ光Ｌａを反射し、走査光Ｌｂとして出射する。走査光Ｌｂは、二次元の走査光として照射範囲をラスタースキャンする。縦回転軸線Ａｙ及び横回転軸線Ａｘの回りのミラー部３１の往復回動は、走査光Ｌｂによるラスタースキャンにおいてそれぞれ横方向及び縦方向の走査に対応する。

【0022】

各外側アクチュエータ３５の複数の圧電カンチレバーについて光走査装置１０の横方向に固定枠３６との結合点から可動枠３４との結合点の方への並び順に１，２，・・・の番号を付ける。その場合、奇数番の圧電カンチレバーへの駆動電圧Ｖｘと偶数番の圧電カンチレバーへの駆動電圧Ｖｘとは、複数の圧電カンチレバーが共働して可動枠３４を横回転軸線Ａｘの回りに同一側に回動させるために、駆動電圧Ｖｘは奇数番と偶数番とで相互に逆位相となる。

【0023】

（光偏向器の特性）
図２は、外側アクチュエータ３５に対する光偏向器制御部２０の駆動電圧Ｖｘと横回転軸線Ａｘの回りのミラー部３１の回動角度Ｗｘとの関係を示している。図２において、端点Ｐａ，Ｐｂは、特性線の両端を示す。Ｖｘａ，Ｖｘｂは、それぞれ端点Ｐａ，Ｐｂの駆動電圧Ｖｘの値である。Ｗｘａ，Ｗｘｂは、それぞれ端点Ｐａ，Ｐｂの回動角度Ｗｘの値である。

【0024】

外側アクチュエータ３５は、図２の特性線の範囲内で使用される。ここで、この特性線の傾きを駆動電圧感度ＳＥｘと定義する。詳細には、駆動電圧感度ＳＥｘは、駆動電圧Ｖｘの単位変化量に対する回動角度Ｗｘの変化量である。図２の特性線の特徴は、駆動電圧感度ＳＥｘが横軸方向の両端部の範囲（横軸の目盛りで０．１－０．３と０．８－１．０との２つの範囲）においてその内側の中間範囲（横軸の目盛りで０．３－０．８の１つの範囲）より小さくなっていること、すなわち横軸方向の両端部の範囲の全体において等しくなっていないことである。

【0025】

特性線における線形範囲は、横軸方向に長いほど好ましい。なぜなら、駆動電圧Ｖｘを等速で変化したときに、走査光Ｌｂの縦方向走査における走査線間隔を均一にすることができるからである。これは、走査光Ｌｂにより生成する映像の品質を高めることに寄与する。

【0026】

（駆動電圧の制御）
図３は、横回転軸線Ａｘの回りのミラー部３１の１つの回動周期Ｔにおけるミラー部３１の振れ角Ｕｘ及び駆動電圧Ｖｘの変化速度Ｅｘの変化を示している。振れ角Ｕｘは、横回転軸線Ａｘの回りのミラー部３１の振れ幅の中心を０°としている。これに対し、図２の回動角度Ｗｘは、横回転軸線Ａｘの回りのミラー部３１の振れ幅の一端を０°としている。したがって、振れ角Ｕｘと回動角度Ｗｘとは、基準の回動角度（０°）が相違するのみであり、すなわち呼び名が相違するのみである。

【0027】

回動周期Ｔは、下側折り返し区間Ｄａ、立ち上がり区間Ｄｂ、上側折り返し区間Ｄｃ及び立下り区間Ｄｄの４つの区間から成る。立ち上がり区間Ｄｂは、さらに、時間順にサブ区間Ｄｂ１，Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４，Ｄｂ５の５つのサブ区間に分けられる。

【0028】

図３の振れ角Ｕｘと図２の駆動電圧Ｖｘとは増減関係が同一となっている。図３の各区間及びサブ区間について、図２の駆動電圧Ｖｘと関連で説明する。下側折り返し区間Ｄａは、駆動電圧Ｖｘが減少方向から増加方向へ折り返す区間である。立ち上がり区間Ｄｂは、駆動電圧Ｖｘが最小値から最大値の方に進む途中区間である。上側折り返し区間Ｄｃは、駆動電圧Ｖｘが増加方向から減少方向に折り返す区間である。立下り区間Ｄｄは、ｖｘが最大値から最小値の方に進む途中区間である。

【0029】

下側折り返し区間Ｄａは、図２において横軸の目盛りで０．１－０．２の範囲の駆動電圧Ｖｘが使用される範囲である。サブ区間Ｄｂ１は、図２において横軸の目盛りで０．２－０．３の範囲の駆動電圧Ｖｘが使用される範囲である。サブ区間Ｄｂ２，Ｄｂ３，Ｄｂ４は、図２において横軸の目盛りで０．３－０．８の範囲の駆動電圧Ｖｘが使用される範囲である。サブ区間Ｄｂ５は、図２において横軸の目盛りで０．８－０．９の範囲の駆動電圧Ｖｘが使用される範囲である。上側折り返し区間Ｄｃは、図２において横軸の目盛りで０．９－１．０の範囲の駆動電圧Ｖｘが使用される範囲である。立下り区間Ｄｄは、その両端部範囲では、図２において横軸の目盛りで０．２－０．３及び０．８－０．９の範囲の駆動電圧Ｖｘが使用され、その中間範囲では、図２において横軸の目盛りで０．３－０．８の範囲の駆動電圧Ｖｘが使用される。

【0030】

サブ区間Ｄｂ２，Ｄｂ４は、駆動電圧Ｖｘの変化速度Ｅｘ（駆動電圧Ｖｘの振幅の時間微分）が所定値Ｅｘｃを維持する区間である。サブ区間Ｄｂ１，Ｄｂ３，Ｄｂ５は、変化速度Ｅｘが所定値Ｅｘｃを上回っている区間である。

【0031】

図３は、また、外側アクチュエータ３５の特性が図２で示したように、両端範囲の駆動電圧感度ＳＥｘが低下するにもかかわらず、駆動電圧Ｖｘの変化速度Ｅｘが図３の下側の特性線に一致するように駆動電圧Ｖｘを制御することにより、立ち上がり区間Ｄｂにおける振れ角Ｕｘの線形区間の区間幅が拡張したこと（図３の上側の特性線）を示している。すなわち、サブ区間Ｄｂ１及びサブ区間Ｄｂ５における変化速度ＥｘをＥｘｃより大きくしたことにより、振れ角Ｕｘの傾き（時間微分）が一定値を維持する時間幅が、従来はサブ区間Ｄｂ２－サブ区間Ｄｂ４の区間だけであったのに対し、光走査装置１０では、サブ区間Ｄｂ１－サブ区間Ｄｂ５の区間に拡張されていることを示している。

【0032】

なお、図３では、振れ角Ｕｘの傾きが一定値を維持する時間が、光走査装置１０では、立ち上がり区間Ｄｂの区間を越えて、下側折り返し区間Ｄａ及び上側折り返し区間Ｄｃの区間にも突入している。しかしながら、この光走査装置１０では、レーザ光源１６は、下側折り返し区間Ｄａ、上側折り返し区間Ｄｃ及び立下り区間Ｄｄでは消灯するので、これらの突入は縦方向における走査光Ｌｂの走査線間隔の均一領域の拡張にはならない。

【0033】

（駆動電圧の生成）
図４は、図３の振れ角Ｕｘを生じさせる駆動電圧Ｖｘの生成方法のフローチャートである。図４の処理は、ユーザ段階における処理ではなく、光走査装置１０をその製造工場から出荷する前に実施される。したがって、光走査装置１０がユーザに渡る時には、光走査装置１０の特性は、すでに図３で示すものに設定済みとなっている。

【0034】

ステップＳ１０１では、複数の正弦波を足し合わせる（重畳する）ことで波形を生成した近似のこぎり波を生成する。ここで、近似のこぎり波とは、周期と変動幅が同一である真正の（無変更の）のこぎり波に対して周期内の最大差分が所定値以下に保持されるという条件を具備する波形をいうものとし、本発明の元波形に相当する。

【0035】

近似のこぎり波を生成する複数の正弦波とは、真正ののこぎり波をフーリエ級数展開したときに含まれるｍ個の正弦波から選択し、それらを合成したものである。詳細には、近似のこぎり波は、真正ののこぎり波（＝ｆ（ｔ））をフーリエ級数展開式（ｆ（ｔ）＝ａ_０／２＋Σ_ｎ＝１ ^∞ａ_ｎ・ｓｉｎ（２πｎ／Ｔ＋φ）からａ_０とｎ＝１からｎ＝ｍまでの正弦波を選択し、それらの合成（＝ａ_０／２＋Σ_ｎ＝１ ^ｍａ_ｎ・ｓｉｎ（２πｎ／Ｔ＋φ））したものに基づいている。

【0036】

すなわち、ｍは２以上の整数、ｎは、１からｍまでの各整数であり、φは偏差（所定値）であり、Ｔは、横回転軸線Ａｘの回りのミラー部31の１回動周期Ｔ（図）である。各ａ_ｎは、フーリエ級数展開の公式から決まる。さらに、近似のこぎり波は、１回動周期Ｔにおける真正ののこぎり波の波形との最大差分が所定の閾値以下であるという条件が付けられる。

【0037】

ステップＳ１０２では、近似のこぎり波を時間微分して得られる近似のこぎり波の振幅の変化速度、すなわち元波形の振幅の変化速度を算出する。

【0038】

ステップＳ１０３では、ステップＳ10２の元波形について理想波形との差分を算出する。ここで理想波形とは、駆動電圧Ｖｘの電圧値の変化速度が中間範囲（Ｄｂ２－Ｄｂ４）より長い区間長さにわたり所定値Ｅｘｃに維持されるように設定した波形、すなわち駆動電圧Ｖｘの電圧値について理想の変化速度を設定した波形であり、本発明の「基準波形」に相当する。

【0039】

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で求めた差分に対して窓関数を掛ける。この窓関数を掛けた差分を「修正差分」という。窓関数の例としては、矩形窓、ガウス窓又はハミング窓である。

【0040】

ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で求めた修正差分とは逆位相の波形としての補正波形に対応する補正波形電圧を算出する。

【0041】

ステップＳ１０６では、補正波形電圧を近似のこぎり波に対応する電圧に重畳し、これを駆動電圧Ｖｘとする。この駆動電圧Ｖｘの立ち上がり区間Ｄｂの部分を微分した波形が、図３で示す変化速度Ｅｘの波形である。

【0042】

図５は、立ち上がり区間Ｄｂにおける横回転軸線Ａｘの回りのミラー部３１の振れ角Ｕｘの変化速度Ｆｘについて従来技術（特許文献１）の光走査装置と実施形態の光走査装置１０とで対比した図である。上側のグラフが従来技術の変化速度Ｆｘであり、下側のグラフが光走査装置１０の変化速度Ｆｘである。

【0043】

図５の下側のグラフの変化速度Ｆｘは、図３の立ち上がり区間Ｄｂにおける振れ角Ｕｘの振幅の時間微分、すなわち振幅の変化速度に対応する。光走査装置１０では、立ち上がり区間Ｄｂにおける変化速度Ｆｘは、変動が小さく、立ち上がり区間Ｄｂ全体にわたり等しくなっていることが分かる。このことは、図２で駆動電圧感度が中間範囲に対して両端範囲で低下する特性であるにもかかわらず、変化速度Ｆｘが両端範囲に相当する回動角度Ｗｘにおいても中間範囲の回動角度Ｗｘと等しくなって、縦方向の走査光Ｌｂの走査線密度の均一化の幅が縦方向の両端側に拡張したことを意味する。

【0044】

図５の効果について補足すると、光走査装置１０の立ち上がり区間Ｄｂには、両側から２つのサブ区間Ｄｂ２，Ｄｂ４に挟まれて、サブ区間Ｄｂ３（図３）が存在する。そして、サブ区間Ｄｂ３の変化速度Ｅｘも、サブ区間Ｄｂ１，Ｄｂ５の変化速度Ｅｘと同様に、所定値Ｅｘｃより大きくなるように設定されている。サブ区間Ｄｂ３の変化速度Ｅｘの増加自体は、直接的には立ち上がり区間Ｄｂにおける振れ角Ｕｘの線形区間の区間幅の拡張とは関係なく、ステップＳ１０２で差分を算出するときの元波形として真正ののこぎり波ではなく、各々が周期波形である複数の正弦波を合成した近似のこぎり波を採用して立ち上がり区間Ｄｂの中間範囲の振れ角Ｕｘの傾きの変動を抑制するために生成されたものである。

【0045】

しかしながら、立ち上がり区間Ｄｂの中間範囲の振れ角Ｕｘの傾きを一定に維持するために、駆動電圧Ｖｘの変化速度を一定に維持する時間が長くなるほど、横回転軸線Ａｘの回りのミラー部３１の回動が不安定となり、異常振動が生じ易くなる。これに対し、サブ区間Ｄｂ２，Ｄｂ４の間に変化速度Ｅｘをサブ区間Ｄｂ２，Ｄｂ４より増加させたサブ区間Ｄｂ３を設定することにより、立ち上がり区間Ｄｂの中間範囲のミラー部３１の回動の安定性が高まるので、サブ区間Ｄｂ１，Ｄｂ５における変化速度Ｅｘの増加効果を高めて、振れ角Ｕｘの変化速度を一定に維持する時間を両端部範囲まで及ぼさせる拡張効果を一層高めることができる。

【0046】

（変形例）
実施形態としての光走査装置10では、外側アクチュエータ35の駆動電圧Ｖｘをのこぎり波に準拠したものを採用している。本発明の光走査装置では、のこぎり波に代えて三角波に準拠した駆動電圧を採用することもできる。

【0047】

光走査装置１０では、図３に示すように、変化速度Ｅｘは、サブ区間Ｄｂ１，Ｄｂ５において、所定値Ｅｘｃに対して正側（増加側）に変更（シフト）している。これは、光走査装置１０では、立ち上がり区間Ｄｂが外側アクチュエータ３５における奇数番の圧電カンチレバーに正の駆動電圧Ｖｘが供給される期間に相当し、これに整合させるために、偶数番の圧電カンチレバーにも所定値Ｅｘｃに対して正側に変更するためである。もし、立ち上がり区間Ｄｂでなく、立下り区間Ｄｄがラスタースキャンの縦方向の走査光Ｌｂの走査区間（レーザ光源１６の点灯期間）に設定されているときは、この立ち上がり区間Ｄｂのサブ区間Ｄｂ１，Ｄｂ５に対応する立下り区間Ｄｄのサブ区間Ｄｄ１，Ｄｄ５には、所定値Ｅｘｃに対して負側（減少側）に変更して、縦方向の走査光Ｌｂの走査線密度の均一化の幅を縦方向の両端側に拡張することになる。

【符号の説明】

【0048】

１０・・・光走査装置、１２・・・光偏向器、１４・・・制御装置、１６・・・レーザ光源、２０・・・光偏向器制御部、３５・・・外側アクチュエータ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】